Дома на «шариках»: сейсмозащита зданий
Землетрясения амплитудой не выше шести баллов на Земле происходят каждый день — чаще всего в юго-восточной части планеты. Этим летом два толчка были зафиксированы и в Чёрном море: один недалеко от Туапсе, другой — в 60 километрах южнее Севастополя. Как в разные годы в Крыму строители пытались защитить здания от землетрясений, расскажем в новой серии из цикла «Истории в камне».
Эта модель демонстрирует, как во время землетрясения могут повести себя две многоэтажки. Справа — обычная, слева — с системой сейсмоизоляции. Прибор имитирует подземные толчки различной интенсивности. Такие сейсмоустойчивые конструкции получили в Севастополе название «дома на шариках». По-научному шарики — это эллипсоиды или стойки со сферическими торцами. Модель, которую в начале 70-х создал управляющий трестом «Севастопольстрой» Валентин Назин, сейчас хранит его сын Александр.
Пятиэтажка в один подъезд на улице Щербака. С виду дом как дом, и только металлический пояс на уровне фундамента выдает, что конструкция необычная. Заглянув внутрь с фонариком, можно увидеть эти цементно-песчаные шарики радиусом в три сантиметра.
Дом подвергали испытаниям и на этапе строительства. Качали, били по перекрытиям подвешенным к крану грузом, сейсмографы в это время описывали работу здания. Как вспоминают жильцы дома, лаборатория находилась тут же — в квартире на первом этаже. Стойки рассеивают энергию колебаний и возвращают здание в первоначальное положение. Все испытания дом выдержал, и эксперимент был признан удачным.
Через три года началось возведение еще двух домов на таком же сейсмоизолирующем основании на улице Дмитрия Ульянова. Внешне здания кажутся похожими, но отличаются этажностью и конструкцией фундамента.
Железобетонные стойки со стальными сферами на торцах можно увидеть в торговом зале магазина, они расположены по всему периметру, но мало кто из покупателей обращает на них внимание. Высота этих стоек — уже 3,5 метра. Для сравнения, в соседнем 10-м доме — всего 42 сантиметра.
Жители «дома на шариках» про его особенности знают и с удовольствием рассказывают другим. Родители Сергея Парфисенко получили здесь квартиру в 1972-м, сразу как пятиэтажку сдали.
Квартир здесь 10, все угловые, с двумя балконами, 50-60 квадратных метров. Ирина Миронюк переехала сюда в 2000 году, выбирала по планировке комнат и локации — хотелось жить в центре. Уже потом узнала от соседей, что дом экспериментальный, и таких в Севастополе всего три.
Впрочем, поначалу жители ощущали, что дома реагируют на ветровую нагрузку и проезд тяжелой строительной техники: звенела посуда в шкафах.
Севастополь находится в сейсмоопасной зоне.
На территории города возможны землетрясения амплитудой до 8 баллов, в Балаклаве — до 9 по 12-бальной шкале.
В XX веке самым разрушительным для Крыма стало землетрясение 1927 года. Сильнее всего пострадала Ялта и поселки Южного берега, но досталось и Севастополю — в первую очередь селам в горной местности.
Фотографии обвалившихся шпилей Ласточкиного гнезда стали символом Крымского землетрясения. Сентябрьский толчок силой в 9 баллов едва не погубил замок. Обрушилась часть скалы Аврора, на которой стоит Ласточкино гнездо, и разбитый на этом участке сад. Тем не менее, само здание не рухнуло и в таком аварийном виде простояло до конца 60-х, пока не началась реконструкция. Еще один знаменитый снимок — обвалившиеся детали Ханского дворца в Бахчисарае. Погибших в Крыму тогда было трое, раненых — 65. Ущерб в ценах 1927 года оценили в 30 миллионов рублей.
Именно тогда в Крыму появились первые сейсмостанции, но подходы к строительству зданий изменились лишь спустя полвека — к 88-у году после землетрясения на северо-западе Армении. В Спитаке, ставшим центром землетрясения, интенсивность толчков достигала 10 баллов. А сейсмическая волна обошла планету дважды.
Оно называется Крымско-Кавказская горная страна, и если до 88 года на картах сейсмического районирования полуостров находился в 6-7-бальной зоне, то после Спитакского землетрясения нормы изменились в сторону увеличения. Но, понятно, о том, как защитить постройки от разрушительных толчков, строители задумались не в XX веке.
Методы строителей прошлых веков
Вообще первые сведения о землетрясениях на территории будущего Севастополя относятся к 480 году до нашей эры, известно, что тогда упали башни Херсонеса.
С того момента до настоящего времени в Крыму произошло 77 сильных землетрясений. Еще одно разрушительное явление в XIV веке описал византийский историк, монах Георгий Кедрин. Море вышло из берегов на 10 верст, толчки были такой силы, что изменилась вся прибрежная полоса Крыма. Береговые укрепления в Балаклаве, Гаспре, Алуште превратились в развалины. Возможно, тогда и родилась одна из легенд о горе Аю-Даг, что из моря в районе Фороса показался огромный медведь, который поплыл в сторону Ялты. Там он остановился и пил воду так жадно, что она бурлила.
Строитель-изобретатель
Валентин Назин, проектируя свои экспериментальные дома, конечно, предварительно изучил историю крымских землетрясений. По своей природе он был изобретателем, а строителем стал, можно сказать, вынужденно. Еще в 17 лет Назин построил радиоуправляемую модель гусеничного трактора и тогда же в 1939 году стал участником Всесоюзной сельскохозяйственной выставки в Москве. Собирался выучиться на механика, но Великая Отечественная изменила планы.
После войны Валентина Назина отправили учиться на строителя, они тогда были нужнее механиков. Но и работая в строительной сфере, он внес больше 40 рацпредпредложений, защитил кандидатскую диссертацию по новому элементу — ферме-балке, получил звание заслуженного изобретателя Украинской социалистической республики. В 1967-м возглавил трест «Севастопольстрой». При Назине были построены заводы «Муссон» и «Парус», а проспект Генерала Острякова вышел к Балаклавскому шоссе. Город стремительно увеличивался, появлялись новые стройматериалы, технологии, но вопрос сейсмоустойчивости всегда оставался в числе самых актуальных.
Современные методы сейсмозащиты
Сейчас абсолютно все дома в Севастополе возводятся с учетом землетрясений амплитудой в 8 баллов. Если здание не отвечает требованиям по сейсмоустойчивости, Госэкспертиза отклонит проект. Но жителям старых домов беспокоиться тоже не стоит.
В историческом центре приняты и ограничения по этажности, но даже для других районов города дома выше 17 этажей не проектируют. Основная застройка сейчас ограничивается 12-ю. В таких панельных домах, как например, в жилом комплексе „Новый» на Лабораторном шоссе, используются материалы повышенной прочности.
Понятно, что все это отражается на стоимости квадратного метра. Если возвращаться к конструкции „домов на шариках“, разработанной Валентином Назиным, то его система позволяла экономить на стройматериалах: использовать более низкий класс бетона, меньше применять арматуры — самого дорогого материала в конструкции зданий. Здесь же, когда дом сажают на обычный фундамент, получается, что весь верхний этаж представляет собой сплошной армопояс. Вообще методов достижения сейсмоустойчивости в мире много, и постоянно разрабатываются новые.
Предсказывать погоду человечество начало всего лишь полтора века назад. Прогнозировать, где и когда начнется землетрясение, все еще не умеем: нет приборов, которые могли бы работать в слоях земной коры и анализировать происходящие там процессы. А чаще всего очаги толчков находятся на глубине больше 10 километров. Но человечеству под силу разработать новые конструкции и материалы, в том числе с использованием наночастиц, чтобы повысить прочность и надежность сооружений.
Ольга Щирица, Виталий Козловский, Светлана Баева, Инна Худокормова
